醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫專家講座

第四章

細菌感染與免疫

2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第1頁生態(tài)學：生物環(huán)境微生態(tài)學：微生物宿主（環(huán)境）醫(yī)學微生態(tài)學：人體正常菌群正常菌群特定條件條件致病菌（機會致病菌）條件致病性感染（機會性感染）多見于醫(yī)院內(nèi)感染2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第2頁

自然界中廣泛存在著各種多樣微生物。正常人體表及其外界相通腔道中存在不一樣種類和數(shù)量微生物，當人體免疫功效正常時，這些微生物對宿主無害，有些對人還有利，稱為正常微生物群，通稱正常菌群(normalflora)（1014）。

寄生部位：皮膚、口腔、鼻咽腔、外耳道、眼結(jié)膜、胃、腸道、尿道、陰道，不過血液及組織器官正常情況下是無菌.第一節(jié)正常菌群與機會致病菌2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第3頁

正常菌群生理學意義：生物拮抗受體競爭（占位性保護）代謝產(chǎn)物抑制作用營養(yǎng)競爭營養(yǎng)作用合成維生素供人體利用2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第4頁免疫作用抗衰老作用

雙歧桿菌、乳桿菌及腸球菌等產(chǎn)生過氧化物歧化酶（SOD），消除自由基（02-）毒性，抗氧化損傷，抗衰老抗原刺激促進宿主免疫器官發(fā)育成熟連續(xù)刺激免疫系統(tǒng)發(fā)生免疫應(yīng)答結(jié)果:對有交叉抗原致病菌抑制殺滅作用2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第5頁人體各部位微生態(tài)系口腔微生態(tài)系:300各種細菌,鏈球菌為主.唾液鏈球菌(S.salivarius)最常見.腸道微生物:占人體微生物總量80%，以細菌為主.厭氧菌：需氧菌=100-1000：12024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第6頁二、條件致病菌(opportunisticpathogen)條件致病菌:有些菌在正常情況下并不致病,在一些條件下能夠致病.

條件:借居部位改變宿主免疫功效低下菌群失調(diào),如:長久大量應(yīng)用抗生素2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第7頁三微生態(tài)平衡與失調(diào)微生態(tài)平衡:指正常微生物群、宿主與外部環(huán)境處于動態(tài)平衡。影響原因：宿主原因（年紀、飲食、激素水平等）正常微生物群（定位、定性、定量）外界環(huán)境2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第8頁微生態(tài)失調(diào)：指正常微生物群之間及正常微生物群與宿主之間平衡，在外界環(huán)境影響下被破壞，由生理性組合轉(zhuǎn)變?yōu)椴±硇越M合。誘發(fā)原因使用抗生素正常菌群借居部位轉(zhuǎn)移（外科手術(shù)、腔鏡檢驗等）機體免疫功效下降2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第9頁第二節(jié)細菌致病機制致病菌微生物,病原微生物,病原體（pathogen）：能引發(fā)感染或宿主疾病微生物。致病性(pathogenicity)

：病原微生物能引發(fā)感染能力或性質(zhì)。毒力(virulence)：致病菌可量化致病性,反應(yīng)了致病性強弱。毒力慣用半數(shù)致死量(medianlethaldose,LD50)或半數(shù)感染量(medianinfectivedose,ID50)表示。在一定條件下能引發(fā)50%動物死亡或感染需要最小微生物數(shù)或毒素量。2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第10頁細菌毒力包含:侵襲力:致病菌能突破宿主屏障、進入機體定植、繁殖擴散能力,包含:粘附素（菌毛、磷壁酸等）,莢膜,侵襲性物質(zhì)(酶或蛋白),細菌生物膜.侵襲力毒素莢膜粘附素侵襲性物質(zhì)外毒素(exotoxin)內(nèi)毒素(endotoxin)細菌生物膜2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第11頁/~kbilecen/research.html單個散在吸附形成微菌落：同一個細菌繁殖后形成肉眼不可見 細菌集團，經(jīng)過菌體表面黏附性物質(zhì) 將菌細胞粘連在一起“家族”形成細菌生物膜：以微菌落為基本單位，由不一樣 種屬細菌共同形成“小區(qū)”:如:齲齒,人工關(guān)節(jié)表面.對膜內(nèi)細菌起保護作用.生物膜形成2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第12頁細菌毒素

包含:外毒素,內(nèi)毒素1外毒素（exotoxin）起源：主要由G+菌和少數(shù)G－菌合成及分泌毒性蛋白質(zhì)產(chǎn)物.2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第13頁外毒素特征：

毒性蛋白質(zhì)，大多A—B型毒素；

A亞單位（毒性部分）：含有抗原性.

B亞單位（結(jié)合部分）：含有靶細胞親和性.毒性作用強，含有選擇性；對理化原因不穩(wěn)定；抗原性強，可刺激機體產(chǎn)生抗毒素，甲醛脫毒形成類毒素；www.bmb.leeds.ac.uk/mbiologyModificationoftoxintotoxoid.From:DrAbdulGhaffar2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第14頁內(nèi)毒素（endotoxin）起源：

G－菌細胞壁脂多糖成份,菌體破解釋放出來.特征：

僅見于G－菌；化學性質(zhì)為LPS,理化性質(zhì)穩(wěn)定,160oC2-4h破壞；毒性作用相對較弱，無選擇性；抗原性較弱，不能人工處理為類毒素。2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第15頁內(nèi)毒素生物學作用：

致熱反應(yīng)；白細胞反應(yīng)；數(shù)目增多；內(nèi)毒素血癥與休克(DIC)；

2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第16頁外毒素與內(nèi)毒素主要區(qū)分區(qū)分關(guān)鍵點外毒素內(nèi)毒素起源G+,少部G-G-存在部分從活菌分泌出，少數(shù)菌崩解后釋放細胞壁組分，菌裂解后釋放化學成份蛋白質(zhì)脂多糖穩(wěn)定性60-80℃,30min破壞160℃，2-4h才被破壞毒性作用強，對組織器官有選擇性毒害效應(yīng)，引發(fā)特殊臨床表現(xiàn)較弱，各菌毒性效應(yīng)大致相同，引發(fā)發(fā)燒、白細胞增多、微循環(huán)障礙、休克、DIC等抗原性強，刺激機體產(chǎn)生抗毒素；甲醛液處理脫毒形成類毒素弱，甲醛處理不形成類毒素2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第17頁超抗原(superantigen):微生物產(chǎn)生一些蛋白含有激活免疫反應(yīng)高度生物學活性，以產(chǎn)生大量T細胞和細胞因子為特征,主要表現(xiàn)為致病作用，這些毒素抗原稱為超抗原。如:金葡腸毒素,毒性休克綜合征毒素;鏈球菌猩紅熱毒素.2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第18頁感染發(fā)生,除毒力物質(zhì)外:還需足夠數(shù)量:細菌毒力越強,所需菌量越小.適宜侵入路徑:呼吸道;消化道.2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第19頁第三節(jié)細菌感染發(fā)生與發(fā)展感染起源外源性感染(exogenousinfection)：感染細菌起源于宿主體外病人帶菌者TyphoidMary病畜和帶菌動物內(nèi)源性感染(endogenousinfection)：感染細菌起源于本身體內(nèi)或體表:正常菌群,或潛伏感染致病菌一、感染起源2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第20頁呼吸道消化道皮膚（創(chuàng)傷）節(jié)肢動物性傳輸——性傳輸性疾?。╯exuallytransmitteddiseases，STD）多路徑感染傳輸路徑2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第21頁感染類型隱性感染（inapparent

infection）當機體抗感染免疫功效正常,或病原菌數(shù)量少,毒力弱,感染后機體損害較輕，宿主不出現(xiàn)或出現(xiàn)不顯著臨床癥狀。顯性感染（apparentinfection）

當機體抗感染免疫力相對較弱，或病原菌數(shù)量多,毒力強，宿主機體受到不一樣程度損害，出現(xiàn)顯著臨床癥狀和體征。2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第22頁顯性感染（apparentinfection）急性感染（acuteinfection）:發(fā)病突然,病程數(shù)日至數(shù)周.如:霍亂弧菌.

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慢性感染（chronicinfection）:病程遲緩,連續(xù)數(shù)月或多年.如:結(jié)核桿菌

2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第24頁對于全身性感染,常有以下情況:毒血癥（toxemia）病原菌在局部生長繁殖，但不侵入血循環(huán)，但其產(chǎn)生外毒素入血,損害特定靶器官,引發(fā)特殊毒性癥狀,如:破傷風。內(nèi)毒素血癥（endotoxemia）革蘭陰性菌死亡崩解后釋放大量內(nèi)毒素，入血而引發(fā)全身中毒癥狀.2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第25頁菌血癥（bacteremia）血中有菌。如:病原菌由原發(fā)部位一過性或間斷性入血，抵達其它部位繼續(xù)繁殖。敗血癥（septicemia）病原菌侵入血流并在血中大量繁殖,產(chǎn)生大量毒性產(chǎn)物，引發(fā)全身中毒癥狀。膿毒血癥（pyemia）

化膿性細菌侵入血流，在其中大量繁殖，并經(jīng)過血流擴散到其它組織或器官，產(chǎn)生新化膿性病灶所引發(fā)癥狀.2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第26頁帶菌狀態(tài):有時致病菌在顯性或隱性感染后并未馬上消失,在體內(nèi)繼續(xù)留存一段時間,與機體免疫力處于相對平衡狀態(tài),稱帶菌狀態(tài).該宿主稱帶菌者.感染輕重除取決于致病菌和宿主外,環(huán)境原因和社會原因也有顯著影響.冬季易發(fā)呼吸系統(tǒng)感染戰(zhàn)亂易發(fā)傳染病2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第27頁第四節(jié)抗感染免疫非特異性免疫（天然免疫）屏障結(jié)構(gòu)吞噬細胞體液原因皮膚與粘膜血腦屏障胎盤屏障補體溶菌酶防御素

特異性免疫（取得性免疫））體液免疫細胞免疫2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第28頁一、非特異性免疫機制（一）屏障結(jié)構(gòu)皮膚與黏膜屏障:機械阻擋、呼吸道纖毛運動等;分泌殺菌物質(zhì)(汗腺分泌乳酸);菌群拮抗作用血腦屏障:軟腦膜+脈絡(luò)膜+腦毛細血管+星狀膠質(zhì)細胞胎盤屏障:母體子宮內(nèi)膜基蛻膜+胎兒絨毛膜(3個月后完善)（二）吞噬細胞大吞噬細胞：血液中單核細胞和組織中巨噬細胞小吞噬細胞：血液中中性粒細胞吞噬殺傷過程：趨化→接觸→吞入→殺滅與消化2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第29頁Phagocytosisandkillingofbacteria.Bacteriaarebounddirectlyorareopsonizedbymannose-bindingprotein,immunoglobulinG(IgG)and/orC3breceptorspromotingtheiradherenceanduptakebyphagocytes.Withinthephagosome,oxygen-dependentandoxygen-independentmechanismskillanddegradethebacteria.NADPH,reducedformofnicotinamide-adeninedinucleotidephosphate.

2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第30頁AlveolarmacrophagephagocytosisofE.coliontheoutersurfaceofabloodvessel(lungpleuralcavity).?Dr.DennisKunkel/VisualsUnlimited2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第31頁2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第32頁殺傷機制依氧殺菌機制①呼吸暴發(fā)攝入細菌后，吞噬細胞產(chǎn)生:活性氧中介物（ROI）：H2O2、O2-、OH-、1O2等活性氮中介物（RNI）：NO、NO2-、NO3-等

對細菌都有直接毒性作用（破壞細菌DNA、蛋白質(zhì)和膜脂類）2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第33頁②髓過氧化物酶（MPO）：，與H2O2及氯化物共同參加，對細菌、真菌等含有強大殺傷活性。非依氧殺菌機制酸性作用：糖分解產(chǎn)酸而造成pH下降，抑制細菌生長而殺菌,并為水解酶提供了適當條件。溶酶體酶及殺菌蛋白：溶菌酶、乳鐵蛋白、蛋白水解酶、核酸酶、酯酶等，對細菌有殺傷、消化、分解作用。2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第34頁吞噬作用后果完全吞噬：病原體在吞噬溶酶體內(nèi)被殺滅、消化、排除殘渣過程。（5-10分鐘死亡，30-60分鐘破壞）不完全吞噬：只被吞噬，卻不被殺死。對機體不利:病原體得以保護、不受抗體、藥品作用.病原體在吞噬細胞內(nèi)增殖，造成吞噬細胞死亡.隨吞噬細胞游走造成更廣泛擴散.組織損傷:吞噬過程中，溶酶體酶也能破壞鄰近正常組織，造成組織損傷和炎癥反應(yīng)。2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第35頁（三）體液原因補體:調(diào)理,溶菌.溶菌酶:存在于血清,唾液,淚液,乳汁.主要作用于G+菌.防御素:多肽,破壞胞外菌細胞膜.2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第36頁S.aureus肽聚糖(peptidoglycan):聚糖骨架、四肽側(cè)鏈、五肽交聯(lián)橋.轉(zhuǎn)肽酶催化五肽交聯(lián)橋形成,青霉素抑制轉(zhuǎn)肽酶,從而抑制交聯(lián)橋和細胞壁形成溶菌酶作用點(-1,4glycosidicbond)N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第37頁二、特異性免疫（一）體液免疫——抗體作用1.抑制病原體黏附2.調(diào)理吞噬作用3.中和細菌外毒素4.抗體和補體聯(lián)合溶菌作用5.抗體依賴性細胞介導(dǎo)細胞毒作用（ADCC）（二）細胞免疫細胞毒T細胞（CTL）直接殺傷靶細胞Th1產(chǎn)生細胞因子發(fā)揮作用:IFN,IL-2（三）黏膜免疫:

產(chǎn)生sIgA阻止病原體從黏膜入侵2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第38頁三、抗細菌感染免疫特點(一)、抗胞外菌感染免疫胞外菌:指寄生在宿主細胞外組織間隙和血液、淋巴液和組織液中細胞。如葡萄球菌.靠非特異免疫;但主要是體液免疫發(fā)揮作用吞噬作用(非特異)抗體和補體作用:阻止細菌定植（黏附）調(diào)理吞噬激活補體溶菌中和細菌外毒素細胞免疫（Th2）:

輔助B細胞產(chǎn)生抗體;產(chǎn)生細胞因子,促進吞噬.2024/7/12醫(yī)學微生物學醫(yī)學微生物學細菌的感染和免疫第39頁(二)、抗胞內(nèi)菌感染免疫

胞內(nèi)菌:寄生在細胞內(nèi)細菌,分專性胞內(nèi)菌(立克次體,衣原體)、兼性胞內(nèi)菌(結(jié)核分枝桿菌,麻風分枝桿菌,傷寒沙門菌,布氏桿菌,肺炎軍團菌,李斯特菌）.特點：胞內(nèi)寄生、毒性低、呈慢性感染、免疫病理損傷，主要靠細胞免疫功效。

吞噬作用:

起一定作用

細胞免疫(CTL):

主要作用

局部黏膜免